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高強度レーザーによる超高圧領域での融解現象~高圧地球科学とレーザー核融合の結合~

研究課題

研究課題/領域番号 23340175
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関大阪大学

研究代表者

重森 啓介  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 准教授 (50335395)

研究分担者 境家 達弘  大阪大学, 理学研究科, 助教 (60452421)
近藤 忠  大阪大学, 理学研究科, 教授 (20252223)
中井 光男  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 教授 (70201663)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2014年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2012年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2011年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード高強度レーザー / 超高圧力 / 音速 / 鉄合金 / ダイヤモンド / 融解 / 弾塑性転移 / 鉄化合物 / 高エネルギー密度科学 / 超高圧 / 流体不安定性 / 地球核の不純物 / 高圧下での融点 / インプリント / X線シャドウグラフ / 鉄 / 地球内核
研究成果の概要

高強度レーザーを用いることにより,他の手法では得られない高温・高圧力状態を生成し,固体から液体への変化(融解)を実験的に検証した.実験では地球科学研究で重要な物質である鉄,およびレーザー核融合ターゲットの新材料であるダイヤモンドに着眼し,それぞれの高温・高圧状態での振る舞いを計測した.
研究結果より,地球核を構成する鉄および鉄化合物に関する音速計測を行い,その化合物の配合比によって音速と圧力との関係,液体と固体の音速の違いに関する一連の成果が得られ,地球内部物質の制限条件を与える重要な結果を得た.またダイヤモンドに関しては融点近傍の音速計測より,これまでには見られなかった新しい傾向を観測した.

報告書

(5件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 14件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (28件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Sound velocity and density measurements of liquid iron up to 800 GPa: A universal relation between Birch's law coefficients for solid and liquid metals2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Sakaiya, Hideki Takahashi, Tadashi Kondo, Toshihiko Kadono, Yoichiro Hironaka, Tetsuo Irifune, Keisuke Shigemori
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 392 ページ: 80-85

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2014.02.019

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Production of sulphate-rich vapour during the Chicxulub impact and implications for ocean acidification2014

    • 著者名/発表者名
      Ohno, S. T. Kadono, K. Kurosawa, T. Hamura, T. Sakaiya, K. Shigemori, Y. Hironaka, T. Sano, T. Watari, K. Otani, T. Matsui and S. Sugita
    • 雑誌名

      Nature Geoscience

      巻: 7 号: 4 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1038/ngeo2095

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extremely high-pressure generation and compression with laser implosion plasmas2013

    • 著者名/発表者名
      Shigemori, K., Hironaka, Y., Nagatomo, H., Fujioka, S., Sunahara, A., Kadono, T., Azechi, H., Shimizu, K.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 102 号: 18 ページ: 183501-183501

    • DOI

      10.1063/1.4804200

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advances in the investigation of shock-induced reflectivity of porous carbon2013

    • 著者名/発表者名
      Batani, D. , Paleari, S., Vinci, T., Benocci, R., Shigemori, K., Hironaka, Y., Kadono, T., Shiroshita, A.
    • 雑誌名

      Laser and Particle Beams

      巻: 31 号: 3 ページ: 457-464

    • DOI

      10.1017/s026303461300030x

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Present status of fast ignition realization experiment and inertial fusion energy development2013

    • 著者名/発表者名
      H. Azechi, K. Mima, S. Shiraga, S. Fujioka, H. Nagatomo,, H. Nishimura, T. Norimatsu, P. Norreys, T. Ozaki, J. Pasley, H. Sakagami, Y. Sakawa, N. Sarukura, K. Shigemori, et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Fusion

      巻: 53 号: 10 ページ: 104021-104021

    • DOI

      10.1088/0029-5515/53/10/104021

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new target design for laser shock-compression studies of carbon reflectivity in the megabar regime2013

    • 著者名/発表者名
      Stefano Paleari
    • 雑誌名

      The European Physical Jouranal D

      巻: 掲載予定 号: 7

    • DOI

      10.1140/epjd/e2013-30630-8

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kilotesla magnetic field due to a capacitor-coil target driven by high power laser2013

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Fujioka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 3 号: 1 ページ: 1170-1170

    • DOI

      10.1038/srep01170

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sound velocity measurements by x-ray shadowgraph technique for melting phenomena at ultrahigh-pressure regime2012

    • 著者名/発表者名
      K. Shigemori
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 83 号: 10 ページ: 10529-10529

    • DOI

      10.1063/1.4739055

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-energy-density plasmas generation on GEKKO-LFEX laser facility for fast-ignition laser fusion studies and laboratory astrophysics2012

    • 著者名/発表者名
      S. Fujioka, Z. Zhang, N. Yamamoto, S. Ohira, Y. Fujii, K. Ishihara, T. Johzaki, A. Sunahara, Y. Arikawa. K. Shigemori, Y. Hironaka, Y. Sakawa, Y. Nakata, J. Kawanaka, H. Nagatomo, et al.
    • 雑誌名

      Plasma Phys. Control. Fusion

      巻: 54 号: 12 ページ: 124042-8

    • DOI

      10.1088/0741-3335/54/12/124042

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integrated experiments of fast ignition targets by Gekko-XII and LFEX lasers2012

    • 著者名/発表者名
      H. Shiraga
    • 雑誌名

      High Energy Density Physics

      巻: 8 号: 3 ページ: 227-230

    • DOI

      10.1016/j.hedp.2012.03.008

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shock-induced silicate vaporization: The role of electrons2012

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa K., Kadono T., Sugita S., Shigemori K., Sakaiya T., Hironaka Y, Ozaki N., ShiroshitaA.,Cho Y., Tachibana S., Vinci T., Ohno S., Kodama R. and Matsui T.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research:Planets

      巻: 117 号: E4 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1029/2011je004031

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flyer acceleration by high-power laser and impact experiments at velocities higher than 10 km/s. In the Proc 17th APS Topical Conference on Shock Compression of Condensed Matter2012

    • 著者名/発表者名
      T. Kadono, Eds., Mark L. Elert, William T. Buttler, John P. Borg, Jennifer L. Jordan, Tracy J. Vogler
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1426 ページ: 847-859

    • DOI

      10.1063/1.3686410

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser-shock compression & Hugoniot measurements of liquid hydrogen to 55 GPa2011

    • 著者名/発表者名
      Sano, T., 13 coauthors, T. Kadono, 7 coauthors
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 83 号: 5 ページ: 54117-54117

    • DOI

      10.1103/physrevb.83.054117

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silicate Dust Size Sistribution from Hypervelocity Collisions: Implications for Dust Production in Debris Discs2011

    • 著者名/発表者名
      S. Takasawa, A. M. Nakamura, T. Kadono
    • 雑誌名

      Astrophys. J. Lett

      巻: 733 号: 2 ページ: 39-39

    • DOI

      10.1088/2041-8205/733/2/l39

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 動的圧縮法を使った地球中心核の鉄の音速測定2011

    • 著者名/発表者名
      境家達弘, 近藤忠, 重森啓介
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 21 号: 2 ページ: 84-90

    • DOI

      10.4131/jshpreview.21.84

    • NAID

      10029541390

    • ISSN
      0917-639X, 1348-1940
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 物質の硬さに着眼したレーザー核融合ターゲットの設計2014

    • 著者名/発表者名
      重森啓介1,加藤弘樹 ,中井光男 ,境家達弘 ,寺崎英紀 , 細木亮太 ,弘中陽一郎 ,藤岡慎介1,砂原淳 ,長友英夫1, 清水克哉,疇地宏
    • 学会等名
      第55回高圧討論会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Probing Carbon under ultra-high pressure with sound velocity measurements2014

    • 著者名/発表者名
      Kagayama, T.Sakaiya, T. Kondo, H. Sumiya, T. Irifune, K.Kurosawa, S. Sugita, Y. Hironaka, T. Kadono, H. Azechi
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effects of hydrodynamic response due to material stiffness on laser imprinting2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kato,Keisuke Shigemori ,Yoichiro Hironaka ,Hidenori Terasaki,Tatsuhiro Sakaiya,Ryota Hosogi ,Mitsuo Nakai,Hiroshi Azechi
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Proving diamonds under ultra-high pressure with sound velocity measurements2014

    • 著者名/発表者名
      K. Shigemori, K. Shimizu, Y. Asakura, D. Hayashi, Y. Nakamoto, T. Kagayama, T.Sakaiya, T. Kondo, H. Sumiya, T. Irifune, K.Kurosawa, S. Sugita, Y. Hironaka, T. Kadono, H. Azechi
    • 学会等名
      56th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Mariott Hotel New Orleans
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mitigation of initial imprinting with diamond ablator2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kato,Keisuke Shigemori ,Yoichiro Hironaka ,Hidenori Terasaki,Tatsuhiro Sakaiya,Ryota Hosogi ,Mitsuo Nakai,Hiroshi Azechi
    • 学会等名
      56th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Mariott Hotel New Orleans
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンドアブレーターによる初期インプリントの抑制効果2014

    • 著者名/発表者名
      加藤弘樹
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] レーザー爆縮プラズマを用いた極高圧力の発生とギガバール科学の開拓2014

    • 著者名/発表者名
      重森啓介
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高強度レーザーを用いた極高圧力の発生~メガバールからギガバール2013

    • 著者名/発表者名
      重森啓介
    • 学会等名
      「日本における超高速衝突実験の現状と将来展望」研究会
    • 発表場所
      宇宙科学研究所
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Mitigation of laser imprinting with diamond ablator for direct-drive inertial confinement fusion targets2013

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shigemori
    • 学会等名
      45 th Annual Meeting of Division of Plasma Physics, American Physical Society
    • 発表場所
      Sheraton Hotel, Denver Downtown
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンドアブレーターによる初期インプリントの抑制効果2013

    • 著者名/発表者名
      加藤弘樹
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Sound velocity and density measurements of FeSi alloy by laser‑shock compression2013

    • 著者名/発表者名
      N. Yokoyama
    • 学会等名
      r8th International Conference on Inertial FUsion Sciences and Applications
    • 発表場所
      Nara New Public Hall
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Sound velocities of Fe75Ni15Si10 alloys up to 800GPa by laser‑shock compression2013

    • 著者名/発表者名
      R. Hosogi
    • 学会等名
      Inter8th International Conference on Inertial FUsion Sciences and Applications
    • 発表場所
      Nara New Public Hall
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Mitigation of laser imprinting with diamond ablator for direct-drive2013

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Shigemori
    • 学会等名
      8th International Conference on Inertial FUsion Sciences and Applications
    • 発表場所
      Nara New Public Hall
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ダイヤモンドアブレータによる流体不安定性の抑制2013

    • 著者名/発表者名
      重森啓介
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] レーザー爆縮プラズマによる極高圧力発生 と圧縮法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      重森啓介
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] レーザー爆縮プラズマを用いた 極高圧力発生法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      重森啓介
    • 学会等名
      平成24年度 衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高強度レーザーを用いた高温高圧力下における炭素の音速計測2012

    • 著者名/発表者名
      浅倉康弘, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Gigabar Compression by Laser-Imploded Plasmas with Cone-in-Shell Targets and Application to Recovery Experiments2012

    • 著者名/発表者名
      K. Shigemori
    • 学会等名
      2012 Exploring the Physics and Chemistry of Giant Planets on NIF Workshop
    • 発表場所
      Lawrence Livermore National Laboratory
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザー爆縮プラズマを用いた Gbar圧力の発生と圧縮2012

    • 著者名/発表者名
      重森啓介
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第29回年会
    • 発表場所
      クローバープラザ(福岡)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] レーザー爆縮プラズマを用いたGbar圧力の発生2012

    • 著者名/発表者名
      重森啓介
    • 学会等名
      第53回 高圧討論会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Extremely high pressure generation by implosion plasmas with cone-in shell targets2012

    • 著者名/発表者名
      K. Shigemori
    • 学会等名
      54th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Providence RI
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] レーザー爆縮プラズマによる極高圧力の発生II2012

    • 著者名/発表者名
      重森啓介
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Extremely high pressure generation by implosion plasmas with cone-in shell targets2012

    • 著者名/発表者名
      K. Shigemori
    • 学会等名
      42nd Anomalous Absorption Conference
    • 発表場所
      Key West, FL
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Sound velocity measurements by x-ray shadowgraph technique for melting phenomena at ultrahigh-pressure regime2012

    • 著者名/発表者名
      K. Shigemori
    • 学会等名
      19th Topical Conference High-Temperature Plasma Diagnostics
    • 発表場所
      Monterey, CA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高強度レーザー照射された融点付近の単結晶ダイヤモンドの音速計測2011

    • 著者名/発表者名
      重森啓介, 他
    • 学会等名
      Plasma Conference 2011
    • 発表場所
      金沢県立音楽堂
    • 年月日
      2011-11-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Measurements of Sound Velocity of Diamond at the Pressure Around the Melt2011

    • 著者名/発表者名
      K.Shigemori, et al.
    • 学会等名
      53rd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Salt Palace Convention Center
    • 年月日
      2011-11-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Measurements of Sound Velocity of Diamond at the Pressure Around the Melt2011

    • 著者名/発表者名
      K.Shigemori, et al.
    • 学会等名
      The Seventh International Conference on Inertial Fusion Sciences and Applications
    • 発表場所
      Palais des Congres de Bordeaux-Lac
    • 年月日
      2011-09-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高強度レーザーを用いた高温高圧力下における炭素の音速計測2011

    • 著者名/発表者名
      K.Shigemori, et al.
    • 学会等名
      3rd International Conference on High Energy Density Physics
    • 発表場所
      Centro Cultural de Belem
    • 年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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